§ 8. Лишайники — комплексные симбиотические организмы

Определения и обозначения

Лишайник — организм, образованный грибом и водорослью или цианобактерией, живущими в тесном симбиозе. Это не просто гриб, на котором случайно поселилась водоросль: партнёры связаны и вместе образуют слоевище. Такое определение помогает увидеть, что лишайник — сложная система из разных организмов.

Симбиоз — совместное существование организмов разных видов. В лишайнике фотобионт создаёт органические вещества, а гриб обеспечивает защиту и помогает получать воду и минеральные вещества. Понятие симбиоза нужно, чтобы объяснить, почему партнёры могут жить вместе и приносить друг другу пользу.

Слоевище — тело лишайника, не разделённое на настоящие корень, стебель и листья. Оно состоит из грибных нитей и клеток фотобионта, расположенных вместе. Этот термин помогает отличать лишайник от растения с отдельными органами.

Фотобионт — водоросль или цианобактерия в составе лишайника, создающая органические вещества при фотосинтезе. Она использует свет, воду и углекислый газ, чтобы образовать питательные вещества. Это слово подчёркивает роль партнёра, который обеспечивает лишайник продуктами фотосинтеза.

Как это устроено

В лишайнике гриб образует основную часть слоевища, а фотобионт располагается среди его грибных нитей. Такая организация не случайна: грибные нити создают каркас и удерживают клетки водоросли или цианобактерии в нужном месте. Благодаря этому партнёры могут обмениваться веществами, оставаясь частью одного тела. Само слоевище при этом не имеет органов, подобных корням, стеблям и листьям растений.

Фотобионт производит органические вещества благодаря фотосинтезу, потому что его клетки способны использовать энергию света. Гриб получает часть этих веществ, а фотобионт пользуется защитой грибных нитей от высыхания и других воздействий. Гриб также помогает удерживать воду и минеральные вещества, которые поступают из окружающей среды. Такое разделение ролей позволяет партнёрам существовать вместе в условиях, где одному из них было бы труднее выжить.

По форме слоевища различают корковые, листоватые и кустистые лишайники. Корковое слоевище плотно прирастает к поверхности, листоватое разрастается в виде пластинок или лопастей, а кустистое образует ветвящиеся выросты. Различия связаны с тем, как тело разрастается и удерживается на субстрате — поверхности, на которой живёт организм. Поэтому по внешнему виду и прикреплению часто можно предположить форму лишайника.

Внутри слоевища грибные нити и клетки фотобионта распределены не беспорядочно. Снаружи расположены защитные слои грибных нитей, под ними находится слой фотобионта, а глубже — рыхлая внутренняя часть, где нити лежат свободнее. Такое строение помогает одновременно защищать фотобионт и пропускать к нему свет. Внутреннее расположение партнёров объясняет, как слоевище объединяет защиту и фотосинтез.

Лишайники могут размножаться частями слоевища и особыми образованиями, в которых уже есть и гриб, и фотобионт. Если оба партнёра оказываются вместе, новому лишайнику легче начать рост. Гриб также образует споры, но спора несёт только грибную часть. Поэтому после прорастания гриб должен встретить подходящий фотобионт, иначе полноценное слоевище не сформируется.

Основные формы слоевища лишайников

Сопоставляйте форму слоевища прежде всего с его видом и тем, насколько плотно оно соединено с поверхностью. В таблице указаны характерные признаки каждой формы и места, где её можно встретить. Это поможет сделать предварительное определение по наблюдаемому лишайнику.

Разбор задач

Задача 1. На камне обнаружено тонкое слоевище, плотно приросшее к поверхности. Определите вероятную форму лишайника и объясните выбор.

1. Сначала выделим признаки из условия: слоевище тонкое и находится прямо на камне.
2. Затем сравним их с формами из таблицы. Для корковой формы характерно плотное прилегание к субстрату, тогда как листоватое слоевище образует лопасти, а кустистое — ветвящиеся выросты.
3. Сочетание тонкого слоя и плотного прикрепления лучше всего подходит корковой форме. Камень в данном случае служит субстратом, но сам по себе не определяет форму лишайника.

Ответ: вероятнее всего, это корковый лишайник, потому что его тонкое слоевище плотно приросло к камню.

Задача 2. Объясните, почему водоросль и гриб в составе лишайника могут существовать совместно, а не просто находиться рядом.

1. Определим, что даёт водоросль: при фотосинтезе она создаёт органические вещества, которыми может пользоваться гриб.
2. Теперь рассмотрим роль гриба. Его нити защищают фотобионт и помогают ему получать и удерживать воду и минеральные вещества.
3. Каждый партнёр получает полезные для жизни условия или вещества от другого. Поэтому их связь является симбиозом, а не простым соседством организмов.

Ответ: водоросль снабжает гриб органическими веществами, а гриб защищает её и помогает получать воду и минеральные вещества.

Задача 3. Клетки водоросли обнаружены в слоевище, а грибные споры попали на новый субстрат отдельно. Объясните, почему из спор не обязательно сразу возникнет лишайник.

1. Уточним, что находится внутри споры: она относится к грибной части и не содержит фотобионта.
2. Для лишайника необходимы оба партнёра — гриб и подходящая водоросль или цианобактерия. Значит, гриб, выросший из споры, должен встретить фотобионт на новом месте.
3. Если такого партнёра рядом нет или он несовместим с грибом, лишайниковое слоевище не образуется. Поэтому попадание споры на субстрат ещё не гарантирует появления лишайника.

Ответ: из споры может вырасти гриб, но для образования лишайника ему нужно встретить подходящий фотобионт.

Типичные ошибки

• Ошибка — считать лишайник одним организмом-грибом и не учитывать фотобионт. Так думают, потому что грибные нити образуют основную часть слоевища и могут быть заметнее. Проверьте себя: спросите, кто в лишайнике выполняет фотосинтез; ответ — водоросль или цианобактерия.

• Ошибка — называть водоросль паразитом гриба или считать, что гриб только получает питание. Это путают с отношениями, в которых пользу получает лишь один участник. Проверьте себя, перечислив вклад каждого: фотобионт создаёт органические вещества, гриб защищает и помогает получать воду и минеральные вещества.

• Ошибка — приравнивать слоевище к корню, стеблю и листьям. Такое сравнение возникает потому, что слоевище — тело организма, но у него нет отдельных настоящих органов растительного строения. Проверьте себя: если части не разделены на корень, стебель и листья, перед вами слоевище.

• Ошибка — считать, что любая грибная спора сама вырастет в лишайник. Спора действительно может дать начало грибной части, поэтому этот вывод кажется логичным. Но проверьте, присутствует ли фотобионт: без встречи с подходящей водорослью или цианобактерией лишайник не сформируется.

Связь с другими темами

Чтобы понять лишайник, нужно знать, что организмы разных видов взаимодействуют, а фотосинтез позволяет создавать органические вещества на свету. Тема объединяет знания о грибах и водорослях: один партнёр образует грибные нити, другой фотосинтезирует. Форма слоевища показывает, как организм приспосабливается к жизни на камнях, почве или коре. Позже знания о лишайниках пригодятся при изучении природных сообществ и биоиндикации — оценки состояния среды по живым организмам, в том числе загрязнения воздуха.

Что запомнить

• Лишайник — это тесно связанное сообщество гриба и фотобионта.
• Фотобионт образует органические вещества при фотосинтезе.
• Гриб обеспечивает защиту и помогает получать воду и минеральные вещества.
• Тело лишайника называется слоевищем.
• Слоевища бывают корковыми, листоватыми и кустистыми.
• Для образования нового лишайника грибной части и фотобионту нужно оказаться вместе.